1 熱計量與溫控的意義

    我國地域廣闊，人口眾多，房屋建筑規(guī)模巨大，其中住宅建設約占居住建筑的92％，住宅建設量大而且面廣，至今仍呈上升趨勢，而且這個上升趨勢還將持續(xù)20~30年。但是我們必須清醒的看到，我國如此龐大的房屋建筑及住宅建設的快速增長是以資源和能源的高消耗為代價換取的，除了利用最直接的資源——土地以外，住宅能源消耗的增長是住宅建設發(fā)展的一大限制因素。當前由于我國建筑物的保溫隔熱和氣密性能很差，供暖系統(tǒng)熱效率低，單位住宅建筑面積采暖能耗為相同氣候條件下發(fā)達國家的3倍。實現(xiàn)供暖系統(tǒng)的按熱量收費的最終目的是建筑節(jié)能，要作到這一點，除了加強建筑保溫、降低設計能耗外，室內供暖系統(tǒng)必須有溫控裝置。溫控是實現(xiàn)熱計量的前提條件之一，只有計量收費裝置而沒有室內系統(tǒng)的溫控手段，實際上達不到節(jié)能的目的，而僅僅是為了收費，這實際上偏離了建筑節(jié)能的根本目的，因此熱計量和溫控往是密不可分的。雖然熱計量的大面積推廣一定要在有溫控的前提下進行，但是溫控除了節(jié)能、節(jié)資外，它的另一個作用是提高了室內舒適度，提高熱網供熱質量。因此熱計量一定要和溫控配合使用，才能相輔相成，使兩者的效果達到最好。

    2 我國發(fā)展現(xiàn)狀

    我國由于現(xiàn)行的供熱收費體制是按面積收費，所以抑制了供熱節(jié)能的實現(xiàn)，同時造成了熱費收繳困難等問題。目前，隨著對供熱節(jié)能研究的深入，熱計量與溫度控制已經成為當前我國暖通行業(yè)關注與研究的熱點?，F(xiàn)在部分地方已經開始實行熱計量與溫度控制，并在設計規(guī)范中規(guī)定為強制性條文。供熱采暖熱計量（概念、計量范圍）指供熱采暖系統(tǒng)的熱源、熱力站、建筑物以及熱用戶的供熱量或用熱量的計量。

    3 熱計量方法與儀表

    3.1 熱計量方法

    目前，按戶計量熱量使用的方法基本是以下三種：3.1.1直接測定用戶從供暖系統(tǒng)中用熱量。該方法需對入戶系統(tǒng)的流量及供回水溫度進行測量。采用的儀表為熱量表。該方法的特點是：原理上準確，但價格較貴，安裝復雜，并且在小流量時，計量誤差較大。3.1.2通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用戶的用熱量。方法是利用散熱器平均溫度與室內溫度差值的函數關系來確定散熱器的散熱量。

    該方法采用的儀表為熱量分配表，常用的有蒸發(fā)式和電子式兩種。其中蒸發(fā)式熱分配表的特點是：價格較低，安裝方便，但計量準確性較差。3.1.3通過測定用戶的熱負荷來確定用戶的用熱量。該方法是測定室內外溫度并對供暖季內的室內外溫差累積求和，然后乘以房間常數（如體積熱指標等）來確定收費。該方法采用的儀表為測溫儀表。但有時將記憶散熱器溫控閥的設定溫度作典型室內溫度而將某一基準溫度作室外溫度。該方法的特點是：安裝容易，價格較低。但由于遵循相同舒適度繳納相同熱費的原則，用戶的熱費只與設定的或測得的室溫有關，而與實際用熱量無關因此開窗等浪費能源的現(xiàn)象無法約束，不利于節(jié)能。

    3.2 熱計量儀表。

    3.2.1熱量表。

    熱量表由一個熱水流量計、一對溫度傳感器和一個積算儀組成。儀表安裝在系統(tǒng)的供水管上，并將溫度傳感器分別裝在供、回水管路上。一段時間內用戶所消耗的熱量為所供熱水的流量和供回水的焓差的乘積對時間的積分，熱量表就是利用這個原理，用熱水流量計測量逐時的流量并用溫度傳感器測量逐時的供回水溫度，將這些數據輸入積算儀積分計算就能得出用戶所用的熱量。熱量表依據流量計測量方式的不同可以分為電磁及超聲波式、機械式和壓差式。其中機械式有耗電少、抗干擾性好、安裝維護方便和價格低廉的優(yōu)點，因此現(xiàn)在應用的比較多，如法國和德國，機械式流量計的比例高達90％，但是機械式的表在水中雜質較多時精度會受到較大的影響。超聲波式的特點是量程大、計量精度較高、壓損較少，但是易受管壁銹蝕程度、水中泡沫或雜質含量、管道震動的影響，價格較機械式貴很多。

    3.2.2熱量分配表。

    熱量分配表是通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用戶的用熱量的儀表。它的使用方法是：在集中供熱系統(tǒng)中，在每個散熱器上安裝熱量分配表，測量計算每個住戶用熱比例，通過總表來計算熱量；在每個供暖季結束后，由工作人員來讀表，根據計算，求得實際耗熱量。根據測量原理的不同，熱量分配表有蒸發(fā)式和電子式兩種。a.蒸發(fā)式熱分配表。蒸發(fā)式熱分配表由導熱板和測量液體兩部分構成。導熱板夾或焊在散熱器上，盛有測量液體的玻璃管則放在密封容器內，比例尺刻在容器表面的防霧透明膠片上。測量液體的蒸發(fā)速度與散熱器的表面溫度密切相關，散熱器表面溫度越高液體蒸發(fā)越快。某一段時間內測量液體的蒸發(fā)量表征了散熱器表面溫度對時間的積分值，實際上也是反映了散熱器的散熱量。b.電子式熱分配表。電子式熱分配表是用傳感器來獲得散熱器表面溫度和房間溫度的逐時值，然后測量裝置通過A/D轉換器數字化，然后由計算單元得到結果。相對于電子式熱分配表，蒸發(fā)式熱分配表構造簡單、成本低廉，也不用電。但是相對應的，它的測量準確性不如電子式。以上兩種計量裝置相比較，熱量表測量比較準確、管理方便，但是價格比較貴、維修量大，室內系統(tǒng)一定要分戶成環(huán)，對舊有建筑多用的單管順流式和雙管式不適用，室內原有系統(tǒng)改造困難。熱分配表價格便宜、對系統(tǒng)沒有特殊要求，舊有系統(tǒng)改造比較適用，但是其結果受多種因素影響，試驗工作量大，計算復雜。

    4 溫控設備

    溫控閥是指在散熱器供水管上安裝的溫度調節(jié)（實際上是流量調節(jié)）的一種裝置。分為手動溫控閥和自動溫控閥兩種，自動溫控閥又稱自力式溫控閥或自動恒溫閥，也有簡稱為恒溫閥的用戶室內的溫度控制是通過散熱器恒溫控制閥來實現(xiàn)的。散熱器恒溫控制閥是由恒溫控制器、流量調節(jié)閥以及一對連接件組成，其中恒溫控制器的核心部件是傳感器單元，即溫包。溫包可以感應周圍環(huán)境溫度的變化而產生體積變化，帶動調節(jié)閥閥芯產生位移，進而調節(jié)散熱器的水量來改變散熱器的散熱量。恒溫閥設定溫度可以人為調節(jié)，恒溫閥會按設定要求自動控制和調節(jié)散熱器的水量，從而來達到控制室內溫度的目的。

    5 適合熱計量的住宅供熱系統(tǒng)形式

    5.1 適合熱計量的供熱采暖系統(tǒng)應該具備的條件。

    5.1.1調節(jié)功能即系統(tǒng)必須具有可調性，用戶可以根據需要分室控制溫度。無論手動調節(jié)還是恒溫調節(jié)，可調系統(tǒng)是熱計量的前提。

    5.1.2與調節(jié)功能相應的控制裝置。這是保證調節(jié)功能實現(xiàn)的必要條件。由于室內系統(tǒng)的調節(jié)，原有的定流量系統(tǒng)成為變流量系統(tǒng)，系統(tǒng)工況變化較大。若不采取相應的控制措施，將無法滿足用戶需要。

    5.1.3每戶按熱計量功能。每戶用熱量應可計量，用戶按用熱量計量收費，調動用戶自身的節(jié)能意識。

    5.2 適合熱計量的供熱采暖系統(tǒng)形式。符合以上幾個條件，適合熱計量的室內采暖系統(tǒng)形式大體分為兩種：一種是沿用傳統(tǒng)的垂直的上下貫通的“單管式”或“雙管式”系統(tǒng)；另一種是適應按戶設置熱量表形成的共用的供回水立管和分戶獨立系統(tǒng)相結合的新形式。

    5.2.1垂直式單管系統(tǒng)。改造舊有順流式單管系統(tǒng)為跨越式單管系統(tǒng)、帶溫控閥的可調節(jié)系統(tǒng)，是舊系統(tǒng)改造極易可行的一種方式。一般有兩種形式：一種加兩通溫控閥，一種加三通溫控閥。這種系統(tǒng)的熱計量設備是在一棟樓或小區(qū)的總入口處設樓用熱量表，在每個散熱器上設蒸發(fā)式或電子式熱分配表。

    5.2.2垂直式雙管系統(tǒng)。由于雙管系統(tǒng)存在的垂直熱力失調原因，過去往往只應用于4層及以下采暖系統(tǒng)。由于雙管系統(tǒng)本身具有可調節(jié)性，因此只在每組散熱器入口處安裝溫控閥就可以了。這種系統(tǒng)的熱計量裝置和垂直式單管系統(tǒng)的相同，即一棟樓或小區(qū)的總入口處設樓用熱量表，在每個散熱器上設蒸發(fā)式或電子式熱分配表。需要指出的是，由于溫控閥的阻力較大，因此在安裝溫控閥后可以很好的克服垂直熱力失調，雙管系統(tǒng)應用不再受層數的限制。

    5.2.3適應按戶設置熱表的共用的供回水立管和分戶獨立系統(tǒng)相結合的形式。共用的供回水立管和分戶獨立系統(tǒng)相結合的形式是指每戶是相對獨立一個系統(tǒng)，每戶的供回水管和共用的供回水立管相連，在每戶入口的總供回水管處設一戶用熱量表來進行熱計量。戶內的采暖系統(tǒng)形式有地板輻射采暖、散熱器采暖等形式，其中散熱器采暖形式主要有水平單式和水平雙管式兩種。目前水平單管式應用較普遍，相應在每組散熱器上均安裝三通溫控閥，可以實現(xiàn)分室分戶調節(jié)溫度。實現(xiàn)建筑節(jié)能的最終標準。

    綜上所述，建筑節(jié)能溫度控制及熱計量是很關鍵的，只有做好，才能根本實現(xiàn)建筑的節(jié)能的目的，做到節(jié)能、節(jié)資。

    參考文獻

    [1]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊.
    [2]采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范.GB50019-2003.